В XXI веке человечество потребляет все больше металлов. Они используются везде: в быту, в промышленности, в транспорте и других областях. Многие из них добываются в шахтах и рудниках. Одними из главных помощников в шахте являются шахтные локомотивы. Благодаря ним из шахт каждый день вывозятся десятки тонн руды. В этой статье мы разберемся, что они из себя представляют.
Шахтные локомотивы рассчитаны на работу в очень сложных условиях: повышенная влажность, пыль, стесненное пространство. Локомотивный транспорт является одним из основных видов транспорта в горнодобывающей промышленности и служит для перевозки основных и вспомогательных грузов, перевозки людей и производства работ по выработкам с уклоном от 3 до 5°/оо (То есть до 0,29 градусов. Статья про уклон ЖД путей тут - ссылка). Есть несколько видов шахтных локомотивов:
- Электровозы постоянного тока
- Бесконтактные электровозы
- Гировозы (инерционные локомотивы)
- Дизелевозы
Кроме типов, они различаются по массе, по силе тяги. По уровню взрывозащиты их подразделяют на нормальные (контактные электровозы), повышенной надежности (аккумуляторные электровозы) и взрывобезопасные (гировозы, взрывобезопасные электровозы и дизелевозы). Область применения локомотивов зависит от взрывоопасности шахты и определяется Едиными Правилами Безопасности (ЕПБ).
Электровозы постоянного тока
Рудничные электровозы постоянного тока подразделяются на контактные и аккумуляторные. Контактные электровозы получили наибольшее распространение на рудниках черной и цветной металлургии, аккумуляторные электровозы применяются на угольных шахтах, опасных по взрыву газа и пыли.
Главным элементом такого локомотива является рама. Она опирается через рессорную подвеску на буксы (металлические коробки, удерживающие ось по бокам) колесных пар электровоза . На раме с краю или в центральной части расположена кабина машиниста, а на торцах — буфера и сцепные устройства со штыревой или авто-сцепкой. Внутри рамы расположены массивные электродвигатели, питающиеся от контактной сети, расположенной в тоннеле. Кроме электродвигателей в раме расположены различные вспомогательные системы. Торможение осуществляется двумя методами - электрическим (реостатным) и механическим (через тормозные колодки). Локомотивы также оборудованы системой подачи песка, которая обеспечивает хорошее сцепление с рельсами.
Бесконтактные электровозы
Это вообще как? Бесконтактные электровозы предназначены для передвижения по выработкам шахта, опасных по газу или пыли. По конструкции они схожи с обычными электровозами, которые мы рассматривали ранее, но имеют абсолютно другой тип токосъёмника. Принцип действия электровоза основан на передаче энергии без электрического контакта за счет электромагнитной индукции. Генератор высокой частоты (5000 Гц) питает высокочастотный кабель, уложенный между рельсами или подвешенный над путями. Вокруг замкнутого кабеля создается магнитное поле. В свою очередь на электровозе расположена катушка, которая и является приемником электроэнергии. По сути электрический кабель и катушка образуют трансформатор, который и передает энергию на электровоз.
Главным преимуществом таких сложных электровозов является более высокая производительность, так как снимаемое с кабеля напряжение всегда неизменно и не зависит от расстояния между электровозом и подстанцией. В связи с этим они очень востребованы в выработках большой протяженности, с большим грузопотоком и сложным профилем пути. Еще одним достоинством этих локомотивов по сравнению с контактными являются отсутствие искрения при съеме энергии, истирания токосъемника и электрокабелей.
Инерционные локомотивы - Гировозы
Инерционные локомотивы (гировозы) предназначены для передвижения вагонеток по узким выработкам сильно загазованных шахт, а также по выработкам шахт, опасных по внезапным выбросам газа. Для их передвижения используется кинетическая энергия вращающегося маховика.
Гировоз представляет собой двухосную машину, обе колесные пары которой являются ведущими. В передней части рамы размещена кабина машиниста. В средней части рамы размещен маховик, редуктор и тормозная система. Для раскручивания маховика используется пневматический двигатель, питающийся от воздушной магистрали. Через редуктор пневмодвигатель раскручивает маховик до 3000 оборотов в минуту. Энергии раскрученного маховика достаточно для движения состава массой 20т на расстояние до 1км по горизонтальному пути. Контроль за частотой вращения маховика осуществляется тахометром.
В среднем гировозу необхоимо 5-6 подзарядок за смену. Время подзарядки варьируется от 6 до 25 минут.
К преимуществам гировозов относят взрывобезопасность, отсутствие электрических подстанций, аккумуляторного хозяйства и контактных сетей.
Шахтные дизелевозы
Дизель-гидравлический шахтный локомотив представляет собой буксирное транспортное средство, предназначенное для транспортировки людей и грузов в шахтах с наличием угольной пыли и метана. Дизелевоз состоит из трех частей: двух кабин и промежуточной секции - машинного отделения. Главной движущей силой является четырехтактный дизельный двигатель с водяным охлаждением. При эксплуатации такой техники необходимо учитывать, что такие локомотивы серьезно загрязняют воздух опасными соединениями углерода и азота. В связи с этим дизелевозы снабжаются сложными устройствами для очистки и охлаждения выхлопных газов.
Установлено, что для проветривания выработок на каждый киловатт мощности двигателя дизелевоза требуется дополнительно примерно 5—6 кубометров воздуха в минуту.
Важными преимуществами дизелевозов перед другими подземными локомотивами являются автономность работы, надежность и отсутствие вспомогательных установок. Такие локомотивы взрывобезопасны, устойчивы к пыли и загазованности. Однако дизелевозы конструктивно сложны и требуют квалифицированного и систематического ухода. Для их эксплуатации необходимы дополнительные системы вентиляции и очистки воздуха.
Вывод
Сейчас без шахтных локомотивов невозможна добыча полезных ископаемых. Они перевозят людей, грузы, вагонетки с рудой и многое другое. Такая техника незаменима в сложных условиях шахтных выработок. Каждый подтип шахтных локомотивов имеет свои особенности, достоинства и недостатки. Но все они отлично справляются со своей тяжелой работой.
Спасибо за внимание!
Для самых любознательных: подземный транспорт
